[发明专利]加快钛精矿还原的催化剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种加快钛精矿还原的催化剂及其制备方法，属于冶金技术领域。本发明的加快钛精矿还原的催化剂，所述加快钛精矿还原的催化剂包含氧化亚铁、氧化镁、PVA、环状酯卤化物和煤；所述氧化亚铁和氧化镁、PVA、环状酯卤化物的质量比为2.5～3.5:3.75～6.25:1.5～2.5；所述氧化亚铁：氧化镁质量比4～7：6～7；所述氧化亚铁、氧化镁、PVA、环状酯卤化物的质量之和与煤的质量比400:100。本发明的催化剂能加快反应效率和速率，解决了现有工艺存在的钛精矿在还原过程熔融结块，导致还原效率低下，且尾渣量多等问题。

技术领域

本发明涉及一种加快钛精矿还原的催化剂及其制备方法，属于冶金技术领域。

背景技术

钛铁生产的传统工艺中，钛精矿与还原剂的接触面积小，且钛精矿在还原过程中极易熔融结块，导致还原效率低下，且尾渣量多。

张凯.钛精矿固相还原强化方法研究[D].重庆大学,2014.公开了以攀枝花钛精矿为研究对象，采用等温还原和非等温还原两种实验方法，分别比较了机械活化和添加剂(催化剂)两类强化方式对还原过程的影响规律，其催化剂为硼砂和碳酸钠。

郭宇峰、姜涛等.钛精矿还原-磨选法制取富钛料工艺与机理研究[J].中国金属学会2008年非高炉炼铁年会文集,2008.公开了对中国攀西地区钒钛磁铁矿分选所得的产品钛精矿,采用还原-磨选法实现了Fe/Ti的有效分离。与传统还原磨选法相比,新工艺采用新型添加剂KS作还原过程的催化剂，使钛精矿适宜的还原温度由通常的1250～1280℃下降到1100℃。机理研究表明:添加剂KS具有强化固相扩散的作用及降低钛精矿中杂质离子Mg²⁺对Fe₂TiO₅的稳定作用。能在较低的温度下实现了钛精矿中铁氧化物的还原和金属铁晶粒的长大，提高磨选分离效率。

发明内容

本发明要解决的第一个技术问题是提供一种新的加快钛精矿还原的催化剂。

为解决本发明的第一个技术问题，本发明的加快钛精矿还原的催化剂，所述加快钛精矿还原的催化剂包含氧化亚铁、氧化镁、PVA、环状酯卤化物和煤；所述氧化亚铁和氧化镁、PVA、环状酯卤化物的质量比为2.5～3.5:3.75～6.25:1.5～2.5；所述氧化亚铁、氧化镁、PVA、环状酯卤化物的质量之和与煤的质量比400:100。

在一种具体实施方式中，所述环状酯卤化物为环状酯氯化物、环状酯溴化物、环状酯碘化物。

在一种具体实施方式中，所述氧化亚铁、氧化镁由以下方法制备得到：将铁粉、镁粉和水按质量比5～8:3～6:4～9混合，500～600℃下加热2～3h，真空度1～8*10^{^-2}Pa，抽干空气，冷却1～2h，研磨成粒度10～60目的粉。

在一种具体实施方式中，所述PVA由以下方法制备得到：将聚合度500～2000和醇解度75～99mo1％的聚乙烯100体积份与200～400体积份二甲基亚砜/水的混合溶剂在80～120℃，-0.01～-0.08MPa下搅拌3～4小时得到纺丝溶液，经过滤、脱泡、干湿法纺丝和后处理，获得水溶性聚乙烯醇，浓缩后再干燥，得到PVA。

在一种具体实施方式中，所述二甲基亚砜/水的混合溶剂中二甲基亚砜：水的70～90∶10～30。

在一种具体实施方式中，所述环状酯卤化物为环状酯氯化物。

在一种具体实施方式中，所述环状酯氯化物由以下方法制备得到：将环状酯与氯气在230～300℃下反应2～3h，得到环状酯氯化物，干燥即可。

在一种具体实施方式中，所述加快钛精矿还原的催化剂制备方法包括：将氧化亚铁、氧化镁粉、PVA粉与环状酯氯化物粉均匀混合，得到混合物；再将混合物与煤粉按照质量比400：100混合，并在100～120℃下干燥0.5～1.5h，得到成品。